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Superconducting MgB$$_2$$ thin film detector for neutrons

中性子に対する超伝導MgB$$_2$$薄膜検出器

石田 武和*; 西川 正利*; 藤田 賢文*; 岡安 悟; 片桐 政樹*; 佐藤 和郎*; 四谷 任*; 島影 久志*; 三木 茂人*; Wang, Z.*; 町田 昌彦; 叶野 琢磨*; 加藤 勝*

Ishida, Takekazu*; Nishikawa, Masatoshi*; Fujita, Yoshifumi*; Okayasu, Satoru; Katagiri, Masaki*; Sato, Kazuo*; Yotsuya, Tsutomu*; Shimakage, Hisashi*; Miki, Shigehito*; Wang, Z.*; Machida, Masahiko; Kano, Takuma*; Kato, Masaru*

本論文では、ボロン同位体(質量数10)を増量した超伝導MgB$$_2$$中性子検出器は比較的高い温度で操作可能であることを示す。基本動作原理は、ボロン同位体が中性子をよく吸収し、核反応を起こすことで、超伝導転移近傍で大きな電気抵抗変化が瞬間的に起こることであり、実験用の原子炉から射出される冷中性子が高感度で検出可能となる。出力となる発生電位差については、デジタルオシロスコープを用いて低ノイズの増幅装置を用いることで十分に検出可能であることが分かった。また、詳細な上記核反応により起こる超伝導非平衡ダイナミクスについては、時間依存のギンツブルク・ランダウ方程式のシミュレーションをスーパーコンピュータ上で実施することにより追跡可能であり、観測事実とよく符号することが分かっている。

The superconducting neutron detector using high-quality $$^{10}$$B-enriched MgB$$_2$$ thin films at higher operating temperatures has been proposed, where a resistance change induced by the nuclear reaction of neutron and $$^{10}$$B in MgB$$_2$$ is used to detect a neutron. Cold neutrons from a nuclear research reactor irradiated the MgB$$_2$$ detector, and the output voltage was clearly observed through a low-noise amplifier by using a digital oscilloscope. The out-of-equilibrium thermodynamics was investigated by means of the time-dependent Ginzburg-Landau equations by using the Earth Simulator.

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InCites™

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パーセンタイル:26.05

分野:Physics, Applied

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